[자연과학]실험보고서 - Borda 진자와 이용하여 표준중력가속도 측정 실험
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작성일 23-01-21 12:36본문
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여기서 I는 회전축에 대한 강체의 관성모멘트이다.
1. Borda 진자와 Karter 진자
2. experiment(실험)날짜
3. experiment(실험) 목표(goal)
Borda의 진자를 이용하여 그 지점의 중력가속도 g를 측정(測定) 한다.3. 본 experiment(실험)에서의 물리진자는 그림 2와 같이 질량 M 인 강체가 임의의 회전축 0를 중심으로 연직면 내에서 진동하는 것이다.
5. θ가 5°이내로 매우 작다면 sinθ 〓 θ이므로 운동방정식은 가 되고,
6. 그때의 주기 T는 가 된다
위…(drop)① 초시계
② 미터자
③ 수준기
④ 버니어 캘리퍼
⑤ 철사 혹은 구리줄(1m)
(6) 표준중력가속도( g〓980[cm/sec ]) 와 비교 검토한다.
2. 이 때 복원력 F 〓 - mgsinθ 이고, (그림 1참조) θ는 연직면과 추의 중심을 맺는 직선 사이의 각이고, 그 각이 상당히 작다면 (θ 〓 5°이하) sinθ 〓 θ로 생각할 수 있으므로 운동방정식은 이고, 미분방정식의 해는 x 〓 Acosωt 이고, 여기서 로서 ω 〓 2πf 〓 2π (1/T)이므로, 주기 T는 이다.
4. experiment(실험) 원리
[그림1] [그림2][그림3]
1. 단진자는 무게를 무시할 수 있는 길이 l인 끈의 한쪽 끝을 고정하고 다른 끝에 질량 m인 추를 매달아 연직면 내에서 주기운동을 하는 것이다.
이때 구의 반경이 r이고 철사 길이 l인 Borda 진자에서는 L 〓 l + r이므로 I는
I 〓 M(l + r)2 + M×2/5 r2
이다.
4. 이 운동방정식은 이다.
7. experiment(실험) 결과
(1) 경사각이 없을 때
(2) 경사각이 있을 때
(3) 경사각이 없을 때
1) 점 C에서의 구의 속도 V(experiment(실험))
2) 점 C에서의 구의 속도 V(theory(이론))
3) V(theory(이론)) 과 V(experiment(실험)) 의 비
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